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Schwerpunkte zur Vorbereitung der Klausur „Fertigungslehre“ 1. Welche Möglichkeiten eröffnen Urformverfahren gegenüber anderen Fertigungsverfahren? -

Ausgangsstufe im Herstellungsprozess metallischer Einzelteile Stoffeigenschaften treten bestimmbar in Erscheinung Bauteilgeometrie und Eigenschaften komplex vorbestimmbar Maximale Werkstoffausnutzung und geringe Kosten (spez. Formgießen) Zeitersparnis da minimale Nachbearbeitung mehrfache Vervielfältigung möglich (Dauerformverfahren) Verfahren automatisierbar

2. Durch welche kennzeichnenden Eigenschaften unterscheiden sich die gegossenen Eisenwerkstoffe GS, GG, GGG und GT? GS:

-

keine eutektischen Bestandteile hohe Zugfestigkeit bei guter Zähigkeit (bis -50°C) korrosionsbeständig GT:

-

graphitfreies Gefüge geringere Zähigkeit als GS, ausreichende Festigkeit gute Gießbarkeit GG:

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laminarer Graphit ausreichende Festigkeit / geringe Zähigkeit hoher Verschleißwiderstand gute Gießbarkeit / Zerspanbarkeit kostengünstig GGG:

-

Kugelgraphit hohe Festigkeit und Zähigkeit gut gießbar geringe Wanddicken realisierbar 3. Es ist ein hochwertiges Bauteil aus Al für den Kfz-Bau zu fertigen. (Forderungen: geringes Gewicht bei hoher Stückzahl). Welches Gießverfahren wählen Sie aus und warum? -

Niederdruckgießverfahren geringe Wanddicken, hohe Stückzahl Verringerung des Anschnitt- und Speisersystems / hohe Automatisierung

4. Wie ordnet sich der Urformprozess in den gesamten Teilefertigungsprozess ein?

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Ausgangstufe im Herstellungsprozess metallischer Einzelteile Einzelteil = geometrisch bestimmte Gebilde, die ohne Fügen entstanden sind

5. Wie ist der technologische Prozess zur Herstellung formgegossener Einzelteile strukturiert?

Gießen

Schmelze

Form herstellen

Kern Herstellen

Vorbereiten der Schmelze

Formstoff aufbereiten / Nachbehandeln

Kernstoff aufbereiten

6. Beschreiben Sie den Unterscheid zwischen einem Qualitätsmanagementsystem, dargelegt nach DIN EN ISO 9001 oder DIN EN ISO 9002. 9001

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Design, Entwicklung, Produktion, Montage, Wartung 9002

-

Produktion, Montage, Wartung 7. Worin besteht der Unterscheid zwischen dem zufälligen und dem systematischen Fehler bei der Anwendung der statischen Prozesskontrolle (SPC)? -

durch systematischen Einfluss (WZ-Verschleißteil) – kann korrigiert werden zufällige Fehler – nicht vorhersehbar (Toleranz von Teil zu Teil)

8. Führen Sie die allgemeine Kette der Einflussgrößen auf die Qualitätskriterien durch die 6M-Regel auf! -

Material, Maschine, Messmittel, Methode, Mensch, Mitwelt

9. Welches der drei nachfolgend aufgeführten Dokumente „Handelsgesetzbuch“, „Stellebeschreibung“ und „DIN EN ISO 9003“ ist direkter Bestandteil des QM-Handbuches eines Unternehmens? -

Stellenbeschreibung

10. Nennen Sie die Drei gängigen Formen der Durchführung von Qualitätsaudits.

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systemorientiert, verfahrensorientiert, produktionsorientiert

11. Welche hoch- und spitzentechnologischen Fertigungsverfahren bestimmen das Erscheinungsbild einer modernen Produktionstechnik? Erläutern Sie exemplarisch das Wirkprinzip und das Einsatzgebiet eines Rapid Prototyping-Verfahrens! -

Microsystemtechnik, Rapid Prototyping, Hochgeschwindigkeitsbearbeitung, Hartstoffbeschichtungstechnik, Minimalschmiertechnik, Laserhybridtechnik Generieren von Modellen ohne Einsatz von herkömmlichen Werkzeugen Computer (3D-CAD) → Umwandlung in 2D-Daten → Modellgenerierung

12. Beschreiben Sie den Ursache-Bedingungs-Wirkungs-Mechanismus eines Spanbildungsvorgangs. Welche Spanarten und Spanformen werden unterschieden? Welche Bedeutung kommt der Spanstauchung und dem Scherwinkel in einem idealisierten Scherenebenen-Modell zu? Ursache:

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Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück, sowie Kraft zur Überwindung des Widerstandes, den das Werkstück dem Eindringen des Scheidkeils entgegenbringt Bedingung:

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keilförmige Werkzeugschneiden Wirkung:

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beabsichtigt: Spanabtrennung unbeabsichtigt: Wärme / Verschleiß / Verformung Spanart:

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Reis-, Scher-, Fließspan Band-, Flach-, Wirr-, Spiralspäne, Spiralspanstücke, Bröckelspäne Spanstauchung: Verhältnis Abspanhöhe zur Höhe des abgetragenen Span

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-

Scherwinkel: Grad der Verformung

13. Welche Bewegungen und geometrischen Größen (Schnittgrößen) sind zu Spanbildung und zur Abnahme eines definierten Querschnitts unbedingt erforderlich? Welche Effektivitätsgrößen resultieren daraus? -

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Schnittbewegung, Vorschubbewegung, Wirkbewegung Schnitttiefe, Vorschub, Arbeitseingriff

Produktivitätskenngrößen → Zeitspanungvolumen ( ), Hauptnutzungszeit Energetische Kenngrößen → Schnittleistung ( ), spez. ( ) Ökonomische Kenngrößen → Fertigungskosten / -zeiten

14. Charakterisieren Sie die Zerspankraft und ihre Komponenten! Welche Wirkungen auf das Werkzeug und Werkstück werden von den Zerspankraftkomponenten verursacht? Wie lautet der Modellansatz nach VICTOR / KIENZLE zur Berechnung der Zerspankraft-Komponenten?

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in Arbeitsebene (AE): Senkrecht zur AE: in Schnittrichtung: senkrecht dazu: in Vorschubrichtung: senkrecht dazu: weiterhin: daraus resultieren:

Aktivkraft  → ² =  ² +  ² Passivkraft  Schnittkraft  →  ² =  ² +  ² Schnittnormalkraft  Vorschubkraft  →  ² =  ² + ² Vorschubnormalkraft  Schnittleistung, Vorschubleistung

Energie- und Leistungsaufnahme am WZ Verformung am Werkstück -

~;

 =  ∗  ∗ ℎ =   ∗  ∗ 

15. Welche Verschleißarten, -formen und -messgrößen werden an einem spanenden Werkzeug unterschieden? -

Diffusions- , Abrasions-, Oxidations-, Adhäsionsverschleiß Verschleißmarkenbreite, Ecken ~ (VB, VBE , VBmax), Kolktiefe (KT)

Entwickeln Sie das einfache Verschleiß-Standzeit-Modell nach TAYLOR (T=f(v c) mit VB=konstant)! -

Vc=Ct *T1/k

16. Einordnung und Inhalt der Montage: 1. Stellen Sie die Einordnung der Montage in den Fertigungsprozess anhand der maschinenbautypischen Teilprozessfolge dar! Rohteilfertigung → Teilefertigung → Montage → Verpackung 2. Weisen Sie anhand von je 3 Beispielen nach, dass ein Montageprozess stets wertschöpfende und nicht wertschöpfende Operationen enthält. Unter welchen Bezeichnungen werden diese Operationen zusammengefasst? Wertschöpfende Montageprozesse Primärmontage -

Fügen durch Ur-, Umformen, Schweißen u.a. Zusammensetzen An-, Einpressen

nicht wertschöpfende Montageprozesse Sekundärmontage -

Handhaben Anpassen Kontrollieren

3. Nennen Sie 5 Verfahrensgruppen der wertschöpfenden Montageoperationen! 4. Ordnen Sie der manuell und automatisiert ausgeführten Montage je 5 typische Ausrüstungskomponenten zu! Manuelle Montage - konventionelle Schlosser und Montage-WZ

Automatisierte Montage - Speicher-, Ordnungs-, Zuführeinrichtung - Einrichtungen für Bauelementtransfer

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Pressen, Nietmaschinen, Bohreinheiten (uni) Spezialwerkzeuge, -vorrichtungen Mess- und Prüfmittel (universell) Einrichtung für Teilebereitstellung / -transport

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Betriebsdatenerfassungsgeräte

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Handhabungs- und Fügeeinrichtungen Prüf- und Kontrolleinrichtungen

17. Montage- und demontagegerechtes Gestalten: 1. Welche Teilziele des montagegerechten Gestaltens sind vorzugsweise kundenorientiert, mitarbeiterorientiert und prozessorientiert? Kundenorientiert - Verbesserung der Produktqualität - Kostenreduzierung - Verkürzung der Montage- und Lieferzeiten

Mitarbeiterorientiert - Qualifizierung d. Arbeit - ergonomische Anforderungen - Verkürzung der Einarbeitungsz eit

prozessorientiert - günstige Strukturierung der Montageprozesse - effektive Ausführung des Montageprozesses - wirtschaftliche Automatisierung

2. Nennen Sie je 5 Regeln zur montagegerechten und zur demontagegerechten Produktgestaltung! Montagegerechtes Gestalten - minimale Anzahl von Teilen - Fügehilfen (Einführungsschräge, Suchstifte) - Fügen mit kinematischen einfachen Bewegungen - automatisierbare Fügeverfahren verwenden - keine engen Führungstoleranzen

Demontagegerechtes Gestalten - minimale Anzahl von Verbindungselementen und Fügeverfahren - Einsatz gleicher Demontagewerkzeuge - mehrfach wirkende Verbindungselemente - gute Erreichbarkeit der Elemente - strebe Einstoffprodukt an

3. Charakterisieren Sie die 3 grundsätzlichen Möglichkeiten der Ausführung von Trennprozessen innerhalb der Demontage! -

zerstörungsfrei → 100% widerverwendbar teilzerstörend → nur Fügelemente werden zerstört (Schrauben, Nieten) zerstörend → keine Wiederverwendung, WS-Trennung, WS-Verwertung 4. Welche Vorgehensweisen haben sich für das Erarbeiten montage- und demontagegerechter Produktionskonstruktionen bewährt?

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Projektorganisation, Konzeptionserarbeitung, Ablaufplanung, Montagesystementwurf, Ausarbeitung, Realisierung und Betrieb

18. Montage- und Demontageplanung: 1. Welche Eingangsinformationen sind

a. für die Planung von Montageprozessen, -

Art der Bauelemente, Verbindungstechnik, Produktionsstückzahlen, Liefertermine, Fertigungsperspektive) b. für Planung von Demontageprozessen erforderlich?

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Bauteil, Verbindungstechnik, Werkstoff, gewünschter Recyclinggrad 2. Nennen Sie je 3 Möglichkeiten der Darstellung von Produktstrukturen und von Montageprozessstrukturen

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Strukturbäume, Strukturstücklisten, Baukastenstücklisten Vorranggraphen, Teilvorranggraphen, Folgegraphen 3. In welcher Schrittfolge sollte ein Montageplan erarbeitet werden und welche Informationen sollte er enthalten?

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Bauteilzeichnung, Baugruppennummer, Unternehmen, Planungsabteilung, Gültigkeitsbereich, Kostenstellen, Verrichtungsfolgen, Betriebsmittel Zeitvorgaben, Montageanweisungen, Kontrollanweisungen, Steuerprogramme 4. Welche Folge von Arbeitsoperationen ist normalerweise im Demontageprozess auszuführen?

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Demontage der Baugruppe, Reinigen der Bauelemente, Prüfen und Sortieren der Bauelemente nach techn. und wirtsch. Kriterien Auf- / Nacharbeiten der Bauelemente bzw. erneuern, Wiedermontage der Baugruppe

19. Innovative Organisationslösungen: 1. Welche innovativen Organisationskonzepte bzw. Formen des Zusammenwirkens von Mensch, Technik und Organisation wurden in den letzten Jahren entwickelt? (Nennen Sie 5 solcher Konzepte!) -

Gruppentechnik, Lean Production, Simultaneous Engineering, Logistik, Konzentration auf Kernprozesse 2. Beschreiben Sie stichwortartig die Ziele und Maßnahmen von 2 selbst auszuwählenden progressiven Organisationskonzepten näher!

-

Lean Production: Ziel:  

Verschwendung bekämpfen Rationalisierungs- und Einsparmöglichkeiten kontinuierlich auf allen Strukturebenen durchführen

Maßnahmen:  systematisches Vereinfachen von Produkten  ganzheitliche, sinnvoll zusammenhängende Arbeitsaufgaben  Einsatz zuverlässiger Standardtechnik  Auswertung und Nutzung des Wissen der Facharbeiter  regelmäßiges Bewerten des Personals



-

Zusammenführen von Kompetenzen und produktiver Konfliktbewältigung

Logistik: Ziel: 

richtige Ressourcen → in richtiger Qualität → in richtiger Menge → zum richtigen Zeitpunkt → am richtigen Ort → mit geringstem Kostenaufwand zur Verfügung zu stellen

Maßnahmen  Grundprinzip: Teil erst produzieren / bereitstellen, wenn benötigt 

Handlungsprinzip: Just in Time – Transparenz / Flexibilität



Kostenprinzip: Unternehmensübergreifende Kostenbetrachtung → Senkung der Gesamtkosten

3. Welche arbeitsplatzbezogenen organisatorischen Maßnahmen in der Prozessebene können zur Verbesserung der Fertigungseffektivität eingeleitet werden? 4. Welche Vorteile wurden durch die Kooperation in Unternehmensnetzwerken angestrebt? 20. Gruppentechnik in der industriellen Fertigung: 1. Welche Entwicklungsphasen hat die Gruppentechnik durchlaufen und durch welche Maßnahmen sind diese gekennzeichnet? -

Phase I: Teilefamilienbildung (Zusammenführung von BT, gruppentechnische Rationalisierung, Vereinheitlichungsmaßnahmen)

-

Phase II:

-

Phase III:

Materialflussoptimierung Organisationsinnovation 2. Welche Wirkungen sollen durch die Gruppentechnik auf den einzelnen Mitarbeiter und auf das gesamte Unternehmen ausgeübt werden? -

Kosten einsparen (Unternehmen) Gewinnsteigerung (Unternehmen) größere Arbeitszufriedenheit / bessere Motivation (Mitarbeiter) 3. Für die Erfüllung welcher Aufgaben ist eine (teil)autonome Arbeitsgruppe in der industriellen Fertigung unter den Bedingungen der Gruppenarbeit verantwortlich?

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Rüstprozess, Bearbeitungsprozess, Instandhaltung 4. Für die Einführung welcher weiterführenden aktuellen Organisationskonzepte bietet die Gruppenarbeit günstige Voraussetzungen?

-

Lean Production, Simultaneaous Engineering

21. Was versteht man unter der Fließspannung eines Werkstoffes und durch welche Größen wir sie beeinflusst? -

äußere Spannung zur Einleitung und Aufrechterhaltung des plastischen WS-flusses bei einachsigen, homogenen Spannungszuständen WS, Vorbehandlung / Zustand, Größe der Umformung, Umformungsgeschwindigkeit, Umformtemperatur

22. Erläutern Sie anhand einer Skizze das Verfahrensprinzip des Tiefziehens und leiten Sie aus der vorliegenden Werkstoffbeanspruchung die Verfahrensgrenze ab. -

Starrer Ziehring (1), Ziehstempel (2), Niederhalter (3) durch axiale Stempelbewegung wird Blechzuschnitt in Öffnung des Ziehringes hineingezogen Niederhalter ermöglicht gleiten des WS in die Ziehringöffnung ( verhindert kegelförmiges Hochstellen / Faltenbildung ) Tangentialspannungen → Faltenbildung Verfahrensgrenze: überschreiten der Zargenquerschnittskraft → Abreißen des Ziehteilbodens

23. Nennen Sie die Wichtigsten Biegeverfahren und erläutern Sie eines davon anhand von Prinzipskizzen näher. -

Gesenkbiegen, Schwenkbiegen, Walzrunden, Walzprofilieren Schwenkbiegen – Biegeteil fest eingespannt → freier Schenkel durch schwenkbares Biegeteil umgebogen hohe Flexibilität, geringer Werkzeugaufwand, mechanisierbar

24. Welche wesentlichen Unterschiede bestehen zwischen dem Freiformschmieden und dem Gesenkformen und welche Vor- und Nachteile ergeben sich daraus? -

Freiformverfahren:  translatorisches Druckumformen mit gegeneinander bewegten WZElementen

  

Form des BT nicht oder nur teilweise enthalten WS kann frei abfließen Werkstückgeometrie durch mehrere Einzel-OP erzeugt Warmumformung

Vorteil:  verschiedene BT → ein Werkzeug Nachteil:  spannende Nachbearbeitung notwendig mehrere OP‘s notwendig -

Gesenkformen: 

translatorisch gegen einander bewegte Formwerkzeuge, die das BT ganz umschließen und dessen Form vollständig enthalten

Vorteile:  weniger Arbeitsschritte notwendig  minimale Nachbearbeitung (Abgraten, Lochen usw.) Nachteil:  jede Werkstückform ein spezielles Werkzeug (hohe Fertigungsstückzahlen) 25. Welche Arbeitsschritte sind zur Herstellung eines komplizierten Gesenkschmiedeteiles notwendig und welches Teilesortiment wird durch Gesenkschmieden hergestellt (Beispiele)? -

trennen:

-

Erwärmen:

Herstellen der Ausgangsform

-

auf Schmiedetemp. Zwischenformung: Masseverteilung, Quer- / Längsschnittvorbildung Endformung: Abgraten, Lochen, Abtrennen Nachbearbeitung: Verbesserung der Maß- und Formgenauigkeit, Oberflächengüte, Stoffeigenschaften

26. Nennen Sie die 5 allgemeinen arbeitswissenschaftlichen Gestaltungsziele für Arbeitsprozesse! -

Ausführbarkeit der Arbeit Schädigungslosigkeit der Arbeit Beeinträchtigungsfreiheit der Arbeit Persönlichkeitsförderlichkeit Sozialverträglichkeit

27. Welche 4 inhaltlichen Hauptpfade umfasst die humanorientierte Gestaltung der Arbeit? -

humangerechte Gestaltung der Arbeitssituation Anforderungsgerechte, präventive Entwicklung der menschlichen Leistungspotentiale verantwortungsvolle und effiziente Nutzung der menschlichen Leistungsbereitschaft partnerschaftliche Planung und Gestaltung der Arbeit

28. Was sind die 4 Grundbedingungen für Leistung und Verhalten von Arbeitspersonen? -

persönliches Wollen = Motivation individuelles Können

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situative Ermöglichung soziales Dürfen

29. Durch welche Prinzipien der Arbeitsstrukturierung kann eine motivierende Gestaltung der Arbeit bewirkt werden? -

Verringerung von Zeitzwängen / Ortsbindungen Job Rotation Arbeitserweiterung Arbeitsbereicherung Autonome Arbeitsgruppen differentielle und dynamische Aufgabengestalltung Kommunikativ-Kooperatives Lernen und Verändern

30. Durch welche 4 konstitutiven Faktoren ist qualifizierte Gruppenarbeit gekennzeichnet? -

wollen, wissen, können, dürfen

31. Nennen Sie 3 charakteristische allgemeingültige Unterschiede zwischen einem PressSchweißprozess und einem Schmelzschweißprozess! Pressschweißen Kraft / Druck nein nein teigig

Energie Schweißzusatz Schweißhilfsmittel Zustand Metall

Schmelzschweißen Wärme ja ja flüssig

32. Welche charakteristischen Schweißlagen müssen beim Verbindungsschweißen zweier 10 mm dicker Bleche mittels einer V-Naht geschweißt werden. Skizzieren und bezeichnen Sie den vorbereiteten Schweißstoß und die geschweißte Verbindung!

33. Erläutern Sie die Begriffe Aufschmelzungsgrad, Panzerung und Plattierung und erklären Sie, weshalb bei der Herstellung solcher Auftragschweißungen der Aufschmelzungsgrad gering gehalten werden muss! -

Aufschmelzungsgrad:

-

Panzerung:

-

Plattierung:

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verschleißbeständige Schicht chem. beständige Schicht -

Vermeidung der überdurchschnittlichen Vermischung von minderwertigen WS und hochwertigem Schweißzusatz

34. Wann bestehen die wesentlichen Unterschiede zwischen den Fügeverfahren Schweißen und Löten? Stellen Sie diese Unterschiede anhand des Grundschemas des Fügens durch Stoffverbinden dar!

Zusatzstoff Energie

Hilfsstoff

Fügestelle

Energie Zusatzstoff Hilfsmittel Fügestelle

Löten Wärme WS-fremd / geringe Ts Flussmittel / Ox. -schutz hoher Vorbereitungsaufwand

Schweißen Wärme ähnlicher WS Ox.-schutz gute Vorbereitung nötig

35. Was versteht man unter „Wärmebehandeln“ und in welche 3 großen Gruppen werden die WBVerfahren eingeteilt? -

1. Glühen → 2. Härten → 3. Vergüten ändern der Werkstoffeigenschaften

36. Welche Glühverfahren dienen zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit der Eisenwerkstoffe? -

Weichglühen, Grobkornglühen, Perlitglühen

37. Beschreiben Sie eines der von Ihnen genannten Glühverfahren (technologische Parameter wie Temperatur, Zeit, Erwärm- & Abkühlkurven, Gefüge- & Eigenschaftsänderungen u.a.) - Weichglühen: um 723°C 20min je cm BT-Stärke langsam im Ofen feiner lamellarer Zementit sehr weich 38. Was versteht man unter Vergüten eines Maschinenbaustahles und welche Eigenschaftsveränderungen gegenüber dem unbehandelten bzw. geglühten Zustand treten ein? -
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